氧化锆陶瓷是新近发展起来的一种很重要的结构陶瓷。由于它的一些良好的性能(如它的断裂韧性高于氧化铝陶瓷),因而越来越受到人们的重视。
纯净的ZrO2为白色粉末,含有杂质时略带黄色或灰色。氧化锆有三种晶相,分别为单斜晶相、四方晶相和立方晶相,三者之间的转变关系如下: 单斜ZrO2转变为四方ZrO2会产生7-8%的体积收缩,而逆向转变则会有相应的体积膨胀,实际生产过程中一般采用添加稳定剂(CaO、MgO、Y2O3、CeO2)的方法来制备氧化锆陶瓷材料。
ZrO2陶瓷成型可采用注浆法或干压法成型。注浆成型时,可向ZrO2细粉中加入少量的阿拉伯树胶和20%左右蒸馏水,具有良好的注浆性能浆料用热压法可制得透明ZrO2陶瓷。粉料中粗颗粒多,则体积收缩小,细颗粒多则产品致密度高,烧成温度为1650-1800℃,保温2~4小时。
制备稳定ZrO2时,可采用电熔合成法(约1000℃)及高温合成法(1600~1650℃保温4小时)。电熔合成的ZrO2反应完全,部分或全部为等轴固溶体。高温合成的ZrO2 中还有一定量的单斜ZrO2。